Cómo articular la ciencia con la producción de litio

Entrevista a Victoria Flexer.

Esta actividad requiere de un trabajo conjunto entre el sector científico y productivo para mejorar la eficiencia en su extracción. Para conocer cómo se realiza esa articulación, qué potencialidades y dificultades tiene, entrevistamos a Victoria Flexer, doctora en Química y directora del Centro de Investigación y Desarrollo en Materiales Avanzados y Almacenamiento de Energía de Jujuy (CIDEMJu).

Cenital: ¿Cuál es el rol del litio en la transición a la electromovilidad?

Victoria Flexer: El litio es un elemento fundamental para la fabricación de baterías recargables. Si bien existen otras tecnologías de baterías recargables, por ejemplo, las de plomo ácido que están en los autos convencionales, tienen características muy distintas a las de litio-ion. Dentro de las tecnologías de baterías recargables, las de litio-ion corren con inmensas ventajas porque son muy competitivas en cuanto a la energía que pueden acumular por unidad de masa y tienen una excelente ciclabilidad, es decir, la capacidad de perder muy poca cantidad de la energía inicial que tienen conforme se cargan y se descargan. Por ejemplo, un teléfono celular, se carga y descarga todos los días y se espera que su batería dure dos años, 730 ciclos, y que al cabo de ese tiempo la batería tenga como mínimo un 70–60% de la capacidad inicial. Es decir, que la batería dura un poco menos de lo que duraba al principio, pero se puede seguir usando. Según cuál sea la aplicación en la cual se quiera utilizar una batería, se le exigen distintas cosas. En un vehículo eléctrico, la batería, que es mucho más grande que la de un celular, es un costo muy significativo dentro del costo total del vehículo. Entonces se le pide muchísimo más a la batería, como una duración no inferior a los entre 5 y 7 años. Porque estamos hablando de una batería de 30.000 dólares y a un vehículo no le querés cambiar un componente de ese valor al cabo de dos años. Además, al vehículo se le exige incluso un menor decaimiento en la capacidad de la batería porque se estaría perdiendo autonomía de manejo. En síntesis, se necesitan baterías que tengan una performance muy buena y que sean livianas. Para cualquier tipo de vehículo andar cargando peso es gastar más energía, incluso en mover ese peso. Entonces tener baterías performantes para el desarrollo de vehículos eléctricos y vehículos híbridos es algo fundamental.

¿Y cuál es su rol en la producción de energía renovable?

Las energías renovables -solar, eólica y mareomotriz- son intermitentes: de noche no hay sol, hay días en que no hay viento o no hay olas. Entonces, tener una penetración más importante de esas energías en la matriz energética requiere sí o sí de algún tipo de capacidad de almacenamiento de esa energía. También para este fin se desarrollan las baterías de litio. De todas formas, las baterías de litio no son la única opción para la acumulación de energía. Hay otras formas, en una suerte de competencia entre distintas tecnologías, donde no está muy claro cuál debería ser la mejor. Probablemente, la respuesta sea una suerte de híbrido: según las circunstancias y en distintos tipos de sociedades con diferentes disposiciones de recursos o diversos usos de la energía conviene una cosa u otra, pero un cierto porcentaje no menor se lo van a llevar las baterías en esta necesidad de almacenamiento de la energía. Entonces, en todo este contexto, el litio es fundamental porque es necesario para fabricar las baterías.

¿Cómo se encuentra y cómo se explota el litio en Argentina?

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Primero un gran mito: en Argentina tenemos litio en salmueras, pero también en roca. Este tipo de yacimiento está a lo largo de toda la Cordillera, principalmente entre La Rioja, Catamarca, San Juan, San Luis y un poquito en Córdoba. Sin embargo, como los depósitos en salmuera son tan importantes -somos uno de los países con los mayores depósitos de litio en salmuera del mundo- se les presta a ellos la mayor atención. En el mundo, también se puede encontrar litio en algunos yacimientos de aguas termales, en algunas aguas de producción de petróleo (como desecho de la industria del petróleo), muy diluido en el agua de mar, y en algunos yacimientos de arcilla. Hoy por hoy, existen tecnologías competitivas y viables para litio de roca y litio de salmueras. Actualmente hay ocho proyectos en explotación en salmuera: uno muy chiquito en Estados Unidos -fue el original-, tres en China, dos en Chile y los dos nuestros. Además, hay una tercera planta en estado de construcción muy avanzado en Argentina, en la provincia de Jujuy. De estos casi nueve proyectos incluyendo al que está por entrar en explotación, hay ocho que utilizan una tecnología que tiene una base en común similar y solo hay uno -argentino- que tiene una tecnología distinta.

¿Cómo es la tecnología de extracción que se utiliza mayoritariamente?

A grandes rasgos, la tecnología mayoritaria -conocida como evaporítica- bombea la salmuera desde las localizaciones subterráneas, similar a como lo hace la industria del petróleo. Cuando la salmuera está en la superficie, se vuelca en gigantescos piletones (más grandes que una cancha de fútbol) a cielo abierto. Luego, se espera a que la acción del viento y la radiación solar evapore el agua y concentre la salmuera. La evaporación tiene un doble efecto: concentra la salmuera y cristaliza otras sales en las pozas, como sales de potasio y sodio. Así, se separan los componentes indeseables y se va concentrando el litio, que originalmente era un compuesto muy minoritario. Son procesos que duran entre ocho meses y dos años, dependiendo de la calidad de la salmuera y de cada depósito. Cuando la salmuera está suficientemente concentrada, se envía a una planta de tratamiento químico donde por agregado de carbonato de sodio se precipita el carbonato de litio. Esto es muy sucintamente lo que pasa en la tecnología actual. También en las plantas argentinas, de allí salen bolsas de un producto sólido blanco que llaman carbonato de litio y que está bastante purificado. Si bien no es fabricar baterías que tienen un alto valor agregado, sí hay un proceso relevante y una generación de trabajo innegable asociada a la minería de litio.

En cuánto a generación de empleo, ¿de cuánta gente estamos hablando?

Cada planta tiene unos 300 empleados directos y unos 1500 indirectos. No es poco en economías muy frágiles como son las economías jujeña, salteña y catamarqueña. Para estas provincias que tienen baja tasa de empleo privado y altísima tasa de empleo público, que venga una empresa privada y genere esa cantidad de puestos de trabajo, en general bastante bien pagos, tiene un impacto relevante. No son las empresas más importantes de la provincia: en Jujuy, por ejemplo, en comparación, la empresa azucarera Ledesma emplea 8000 personas. Una planta de litio emplea mucho menos que Ledesma, sin embargo es algo no menor que haya una empresa con esa capacidad de empleabilidad y de generación de puestos de trabajo, máxime cuando además genera empleos en zonas donde normalmente no hay muchas alternativas.

¿Qué impactos ambientales tiene este método de extracción?

Este es un tema súper discutido. Como la minería de litio es algo muy reciente hay muchísimas hipótesis y relativamente poca evidencia sólida. La mayor parte de la evidencia que tenemos proviene del Salar de Atacama, que entró en explotación muchísimo antes. La explotación de litio tiene tres tipos de impacto. Primero, la cantidad de agua que se evapora, que originalmente estaba contenida en la salmuera. Aproximadamente son 500.000 litros (500 m3) de agua evaporada por cada tonelada de carbonato de litio producido. Esa cantidad en determinadas industrias podría parecer poco, el tema es que está en el medio de un desierto. Segundo, las sales que se cristalizan en las pozas se consideran residuos. Se calculan aproximadamente 100 toneladas de residuos por cada tonelada de producto. Si bien no son tóxicos -principalmente es cloruro de sodio, que es la sal para el bife- al acumular esos residuos a la vera de los salares, con las escasísimas lluvias que hay, poco a poco se van disolviendo y salinizando el terreno circundante. Tercero, las plantas de procesamiento fino necesitan agua dulce, la misma que usan las comunidades locales, la flora y la fauna. Se utilizan más o menos unos 50.000 litros (50 m3) de agua dulce por tonelada de carbonato de litio.

¿Y eso qué impacto tiene?

En referencia al último punto, el impacto es innegable. Pero la discusión tiene que ver con el eventual impacto de los 500.000 litros de agua evaporada. Los más férreos defensores de la minería dicen que no es agua, sino salmuera y no sirve para nada. Efectivamente, la salmuera no la puede tomar una llama o un humano, ni se puede usar para riego. Sin embargo, estamos hablando de aguas subterráneas, tanto el agua dulce como el agua salada. Surge la pregunta respecto de si vaciando muy rápido el acuífero de salmuera podrían ocurrir infiltraciones de agua dulce desde los depósitos vecinos para intentar rellenar ese vaciamiento. No serían exactamente 500.000 litros, pero podría tener un influjo muy importante subterráneamente afectando los acuíferos de agua dulce de manera mucho más relevante que los 50.000 litros por tonelada utilizados en el procesamiento. Se trata de una hipótesis bastante abierta porque es muy difícil medir el agua subterránea y es algo que varía según cada depósito, el volumen de extracción y la estructura geológica alrededor del salar. Hay salares que son relativamente impermeables, donde es muy difícil hacer penetrar cosas desde afuera y hay salares que son muchísimo más permeables. Entonces es difícil cuantificar y decir exactamente cuántos litros por tonelada de carbonato pierdo por infiltración.

Dirigís el CIDMEJu, ¿qué tipo de proyectos tienen ahí?

Buscamos tecnologías de extracción que se liberen de la evaporación. En una de las nueve plantas a nivel mundial se trabaja con una tecnología distinta, donde la salmuera pasa por columnas que logran absorber casi solo el litio. Luego, esas columnas se pasan por agua dulce para recuperar el litio. Pero ese mineral recuperado que está disuelto en agua dulce, si bien es bastante puro, no está lo suficientemente concentrado como para mandarlo a una planta de producción. Entonces hay que mandarlo a pozas de nuevo, con lo cual se vuelve a perder agua por evaporación. Nuestro objetivo es un sistema completamente libre de la evaporación de agua. La tecnología actual tiene otras falencias. Primero, aun si uno sólo quiere ganancia, que la salmuera esté en pozas entre 10 y 24 meses económicamente es bastante malo. El tiempo de entrada en producción es larguísimo y se adapta muy mal a las variaciones en la demanda de los mercados. Es decir, la decisión de producir más recién tiene sus efectos al año y medio. Y a la inversa. Segundo, la potencial infiltración subterránea de agua tampoco les conviene a las compañías, porque diluye el recurso. Tercero, es una tecnología que no se adapta a todas las salmueras, sino a determinada composición química y lugares con muy baja tasa de precipitaciones que podrían rellenar las pozas, fuertes vientos, radiación solar y tierra barata para construir las pozas. Por ejemplo, la salmuera de Bolivia se adapta pésimamente. De hecho, hoy Bolivia no comercializa nada de litio por las características de las salmueras bolivianas. Es decir, hay muchas razones para buscar nuevas tecnologías. Nosotros trabajamos con tres principios básicos distintos desde de lo que se llaman DLE (direct lithium extraction technologies) y tenemos algunas ideas que están más avanzadas que otras.

¿Cómo funciona y qué estructura tiene el CIDMEJu?

Somos un laboratorio del CONICET y la Universidad Nacional de Jujuy. El grueso de la gente que trabaja con nosotros son investigadores e investigadoras, becarios y becarias del CONICET que no solo tratan de hacer un desarrollo tecnológico, sino que tienen que doctorarse, escribir algún paper y demás responsabilidades propias de los investigadores CONICET. En una primera instancia nuestro financiamiento provino netamente del sistema público. Hoy estamos en una situación un poquito más privilegiada porque hemos logrado despertar el interés de algunas empresas que nos ayudan con fondos. Ninguna de ellas es una empresa que esté produciendo actualmente, sino que tienen intereses en el área del litio.

¿Qué proyectos están llevando adelante?

Una de las ideas que estamos trabajando, y funciona bastante bien, es la construcción de un dispositivo a escala piloto (un intermedio entre laboratorio e industrial). Sirve para ver un montón de cosas que capaz no ves a escala laboratorio, por ejemplo, el consumo energético de una tecnología. Esto no es algo menor, porque una característica de la tecnología actual contra la que es muy difícil competir, son sus costos operativos bajos. Si la alternativa va a ser más cara, mejor optimizarla lo más posible. De todas formas, incluso desde el punto de vista económico, si logra producir más rápido, ya hay algo para ganar. Si bien también trabajamos en el desarrollo de baterías, lo que nos ha hecho más conocidos y lo que mejor nos funciona son las tecnologías de extracción disruptivas.

¿Qué estrategias tiene el Estado para promover el vínculo entre el sector científico y el productivo?

Varias. Por un lado, el CONICET direcciona un poco sus fondos con políticas de incentivo a determinadas líneas de trabajo, por ejemplo, definiendo los temas estratégicos en las convocatorias a becas y subsidios. También tiene una Gerencia de Vinculación Tecnológica con oficinas en todo el país. Cualquier investigador o investigadora que quiere establecer contactos con empresas en cualquier área tiene que hacer distintos tipos de convenios apoyándose en esta estructura para asegurar la protección de la propiedad intelectual y la división de potenciales ganancias a futuro. Esta estructura está relativamente bien montada y hay incentivo a que se den este tipo de vinculaciones.

¿A qué desafíos se enfrentan estos intentos de vincular a los sectores?

El problema es que, en el día a día, son oficinas sobre demandadas porque hay poco personal y los trámites son terriblemente lentos. Entonces, por un lado, te dicen: “Hacé vinculación tecnológica”. Pero después me ha pasado con algunas empresas que dicen que quieren hacer un desarrollo tecnológico y no pueden estar cuatro meses hasta lograr firmar un papel. A la vez, estos convenios son muy burocráticos, esa tarea recae sobre los investigadores e investigadoras y termina cansando. Hay una estructura de vinculación tecnológica, pero está lejos de ser optimizada. Por ejemplo, soy doctora en Ciencias Químicas y tengo que ir yo misma a golpear la puerta de las empresas, cuando mi experiencia en el extranjero me dice que hay institutos de investigación que tienen áreas de vinculación tecnológica que son las que se encargan de vender las ideas.

¿Cómo es el vínculo con las empresas?

Por un lado, las empresas que explotan actualmente son todas multinacionales. Con ellas hemos tenido bastante menos éxito en el sentido de conseguir proyectos. Aunque sí conseguimos, por ejemplo, que nos den muestras de salmuera para nuestras experiencias y que nos dejen poner dispositivos en su territorio para probar in situ, en altura, bajo las condiciones climáticas de la puna; nos han dado auspicio para un congreso y una pequeña ayuda económica que, por supuesto, fue más que bienvenida. Pero los desarrollos que estamos haciendo en este momento tienen que ver con empresas nacionales que están interesadas en una nueva tecnología. En concreto, trabajamos con tres empresas. Una PyME del área minera de Jujuy y de Salta, otra PyME que no viene originalmente del área minera pero quiere abrir una nueva área de negocios e YPF Tecnología (YTEC), en el tema extractivo.

¿Estas PyMES están interesadas en la extracción o en otra parte de la cadena?

Una es una PyME grande que estaría interesada eventualmente en la implementación de la tecnología porque tiene pedimentos mineros. De hecho, explotaban boro en los salares, y eventualmente les interesaría el litio. Pero invertir en la tecnología actual implica no menos de 350 millones de dólares y tanta plata no tienen. Con tecnologías disruptivas sería más fácil entrar a pequeña escala en el mercado. Y la otra empresa simplemente quiere abrir nuevas vías de negocio, entre ellas una posibilidad es ser dueña de tecnología minera, que es lo que hace Australia, por ejemplo.

Trabajaste en el exterior, ¿cómo fueron las experiencias en la forma de trabajo en el sector científico?

En el exterior estuve en Francia, Australia, Bélgica. Son diferentes casos pero, en general, está bastante más allanado el tema de la vinculación tecnológica. Es más acelerado y están claras las reglas para los investigadores e investigadoras acerca de cuál es la devolución académica que da esa práctica. O sea, cómo te van a evaluar por haber hecho vinculación. En el CONICET hoy eso es poco claro y siempre termina conviniendo escribir un artículo académico clásico. En esos términos, Australia pica en punta. Ellos tienen clarísimo cómo vender, incluso tienen oficinas de vinculación en las universidades. Francia lo tiene más o menos bien regulado: hay experiencias como defensas de tesis que pueden ser secretas porque la persona en cuestión trabajó en un tema sensible para una empresa determinada que financió la beca y no quiere que lo que se estudió sea escuchado por 150 personas. En cada país es distinto, pero es algo en lo que nos falta avanzar mucho.

¿Cuáles son los principales desafíos que se enfrentan en el CIDMEJu?

Varias cosas que están vinculadas a una estructura bastante cerrada y poco flexible dentro de los ámbitos de investigación del CONICET. Por un lado, hay mucho incentivo a hacer vinculación, pero por otro CONICET solo incorpora gente a través de becas y la carrera de investigador. Y está buenísimo que haya un montón de becas, CONICET es uno de los poquísimos sistemas que logra incorporar a una fracción no menor de la gente que ha formado. Pero es lo único que hay. Si querés desarrollo tecnológico, necesitás flexibilidad para incorporar gente rápido. A mí una de las empresas ahora me está pidiendo que avance y yo no tengo más gente y no puedo dejar de dormir para avanzar más. Además, la forma de incorporar gente es sumar becarios doctorales que acaban de salir de una carrera de grado y no van a responder inmediatamente a un avance tecnológico. Si hay alguien con una formación industrial que quisiera hacer una estancia en la academia, eso no es posible. Ni hablar de la competencia salarial, nos ha pasado de gente que renuncia a la beca porque se va la industria a ganar el doble o el triple. En todo el mundo una beca paga menos que la industria, pero la pregunta es si permite llegar a fin de mes o no. Son varias circunstancias de cómo funciona nuestro sistema científico.

¿Cuál es tu visión sobre qué tendríamos que hacer como país respecto del litio?

No meter todos los huevos en la misma canasta. Tenemos que apuntar a varias estrategias distintas. Por un lado a la extracción, porque se necesita más litio, sea para venderlo o para industrializarlo. En cualquiera de los dos casos, se necesita más litio y Argentina se está quedando atrás en la carrera. Antes éramos muy cómodos el tercer productor a nivel mundial, con un porcentaje que podía llegar al orden del 20% de la producción. Hoy estamos cuartos, con un décimo y perdiendo porcentaje en la torta. Tenemos que producir más, hacer nuevos desarrollos de tecnologías, hacer baterías, pero no hacer sólo una cosa. Respecto al tema ambiental, considero que un problema muy importante es que la minería está en manos de las provincias y generalmente suelen ser las que tienen menos recursos humanos y económicos para el control de la actividad. Actualmente, la práctica habitual resulta en que son las empresas mineras las que deben hacer y presentar sus estudios de impacto ambiental. Además, tiene que haber monitoreos completamente independientes. Para eso necesitás tanto el equipamiento adecuado como los recursos humanos capacitados que sepan qué monitorear y cómo hacerlo.

¿Podemos hacer baterías?

Ese es otro debate muy importante. No tengo los números en la cabeza en este momento porque no me dedico a eso. En las discusiones se menciona con frecuencia que los grandes fabricantes están en el sudeste asiático y estarían haciendo producciones muy masivas del orden de 1 a 3 millones de celdas por día por fábrica, y las estarían vendiendo apenas por encima de su costo productivo, lo cual les permitiría inundar el mercado. Obtener el 10% de ganancia sobre una producción de millones de unidades es un montón. Pero, para una fábrica chica, el 10% de ganancia es muchísimo menos. Hay otros costos que influyen más y si encima hay que desarrollar tecnología propia -porque obviamente estas empresas no comparten su tecnología- se requiere una inversión bastante alta. Entonces sería aparentemente difícil ser competitivo en ese mercado. Aunque, insisto, yo no tengo la fuente donde se citan esos números como para decirte según tal y tal estudio no es negocio. Soy química, no economista. Si fuese el caso, me parece igual de importante que tengamos la capacidad de desarrollo tecnológico y eso se consigue con las manos en la masa. Entonces, sería interesante una inversión de parte del Estado, al menos para llegar a algún producto intermedio más avanzado que el carbonato de litio, aunque no sea la batería final. Es una inversión a largo plazo, porque hoy no sería negocio (insisto yo no he buscado los números), pero el día de mañana tal vez sí.

Soy Licenciada en Ciencias Ambientales, Magíster en Políticas Públicas y Becaria Doctoral en Ciencia Política en la UNSAM. En todos los ámbitos que puedo me dedico a sumergirme en los dilemas que nos presenta el desarrollo sustentable, uno de los mayores desafíos que enfrentamos en este siglo. Me mudé a un departamento en CABA hace poquito, así que estoy aprendiendo a ser porteña y tener plantas y compost en el balcón.